التفاعل مع الأطراف الرقمية - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 التفاعل مع الأطراف الرقمية والتناظرية

المفاهيم الأساسية

التفاعل مع الأطراف الرقمية: قراءة وكتابة قيم ثنائية (0 أو 1) من وإلى أطراف محددة.

التفاعل مع الأطراف التناظرية: قراءة وكتابة قيم متغيرة (مثل 0.75) من وإلى أطراف محددة.

خريطة المفاهيم

```markmap

تطبيقات على المتحكمات الدقيقة

إنشاء تطبيق سحابي لإنترنت الأشياء

أهداف التعلم

#### • استخدام البايثون وبروتوكول PyFirmata لبرمجة الأردوينو.

برمجة الأردوينو بالبايثون (pyfirmata)

الخطوات البرمجية الأساسية

#### 1. تثبيت حزمة pyfirmata

##### • الأمر في Terminal: pip install pyfirmata

#### 2. استدعاء المكتبة في الكود

##### • import pyfirmata

#### 3. تحديد منفذ الاتصال

##### • communication_port = "COM4" (يختلف حسب الجهاز)

#### 4. إجراء الاتصال والوصول للأطراف

##### • board = pyfirmata.Arduino(communication_port)

##### • it = pyfirmata.util.Iterator(board)

##### • it.start()

#### 5. استخدام حلقة لا نهائية

##### • while True:

##### • # كتابة الأوامر هنا

ملاحظة تقنية

#### • يشغل البرنامج على الحاسوب، وليس على الأردوينو، مما يتيح الوصول إلى وظائف قد لا تتوفر في جهاز التحكم الدقيق.

الوظيفة الأساسية: board.get_pin()

#### • وظيفتها: قراءة وكتابة القيم للأطراف التناظرية والرقمية.

#### • معاملاتها: ثلاثة أحرف تفصل بينها نقطتان رأسيتان (a:d:5)

##### • المعامل الأول: نوع الطرف

###### • 'a': طرف تناظري (analog)

###### • 'd': طرف رقمي (digital)

##### • المعامل الثاني: رقم الطرف

###### • الأطراف الرقمية: من 0 إلى 12

###### • الأطراف التناظرية: من A0 إلى A5

##### • المعامل الثالث: طريقة التعامل

###### • للأطراف الرقمية:

####### • 'i': input (مدخلات)

####### • 'o': output (مخرجات)

###### • للأطراف التناظرية:

####### • 'i': input (مدخلات)

####### • 'p': Pulse Width Modulation (تضمين عرض النبضة)

تضمين عرض النبضة (PWM)

#### • تعريف: تعديل إشارة رقمية لمحاكاة إشارة تناظرية متغيرة القوة.

#### • دورة العمل (Duty Cycle): النسبة المئوية للزمن الذي تكون فيه الإشارة عالية (5v) خلال فترة زمنية واحدة.

##### • analogWrite(0): 0% دورة عمل (إشارة منخفضة دائمًا)

##### • analogWrite(64): 25% دورة عمل

##### • analogWrite(127): 50% دورة عمل

##### • analogWrite(191): 75% دورة عمل

##### • analogWrite(255): 100% دورة عمل (إشارة عالية دائمًا)

التفاعل مع الأطراف الرقمية

#### • قراءة قيمة من طرف رقمي (مثال: الطرف 10)

##### • digital_pin = board.get_pin("d:10:i")

##### • pin_value = digital_pin.read()

#### • كتابة قيمة إلى طرف رقمي (مثال: الطرف 10)

##### • digital_pin = board.get_pin("d:10:o")

##### • digital_pin.write(1) # قيمة HIGH

##### • digital_pin.write(0) # قيمة LOW

التفاعل مع الأطراف التناظرية

#### • قراءة قيمة من طرف تناظري (مثال: الطرف 4)

##### • analog_pin = board.get_pin("a:4:i")

##### • pin_value = analog_pin.read()

#### • كتابة قيمة إلى طرف تناظري (مثال: الطرف 4)

##### • analog_pin = board.get_pin("a:4:p")

##### • analog_pin.write(0.75)

ملاحظة عامة

#### • يتطلب كل مستشعر أو مشغل قيماً مختلفة ليعمل بصورة صحيحة.

```

نقاط مهمة

• الفرق الأساسي: الأطراف الرقمية تتعامل مع قيم ثنائية (0 أو 1)، بينما الأطراف التناظرية تتعامل مع قيم متغيرة (مثل 0.75).
• بناء الجملة: استخدام `board.get_pin()` مع معاملات محددة (`d:10:i` للقراءة الرقمية، `a:4:p` للكتابة التناظرية).
• القيم: القيمة `1` تعني HIGH للطرف الرقمي، والقيمة `0.75` مثال على قيمة للطرف التناظري.
• تطبيق عملي: القيم المكتوبة تختلف حسب نوع المستشعر أو المشغل المستخدم.

Interacting with Digital Pins

قراءة قيمة من الطرف الرقمي 10 (digital pin 10) . digital_pin = board.get_pin("d:10:i") pin_value = digital_pin.read()

كتابة قيمة إلى الطرف الرقمي 10 (digital pin 10) . digital_pin = board.get_pin("d:10:o") digital_pin.write(1) digital_pin.write(0)

Interacting with Analog Pins

قراءة قيمة من الطرف التناظري 4 (analog pin 4) . analog_pin = board.get_pin("a:4:i") pin_value = analog_pin.read()

كتابة قيمة إلى الطرف التناظري 4 (analog pin 4) . analog_pin = board.get_pin("a:4:p") analog_pin.write(0.75)

يتطلب كل مستشعر أو مشغل قيماً مختلفة ليعمل بصورة صحيحة.

Figure 4.7: Difference between reading digital and analog pins.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

124

--- SECTION: التفاعل مع الأطراف الرقمية --- Interacting with Digital Pins قراءة قيمة من الطرف الرقمي 10 (digital pin 10) . digital_pin = board.get_pin("d:10:i") pin_value = digital_pin.read() كتابة قيمة إلى الطرف الرقمي 10 (digital pin 10) . digital_pin = board.get_pin("d:10:o") digital_pin.write(1) digital_pin.write(0) --- SECTION: التفاعل مع الأطراف التناظرية --- Interacting with Analog Pins قراءة قيمة من الطرف التناظري 4 (analog pin 4) . analog_pin = board.get_pin("a:4:i") pin_value = analog_pin.read() كتابة قيمة إلى الطرف التناظري 4 (analog pin 4) . analog_pin = board.get_pin("a:4:p") analog_pin.write(0.75) يتطلب كل مستشعر أو مشغل قيماً مختلفة ليعمل بصورة صحيحة. --- SECTION: الشكل 4.7: الاختلاف بين قراءة البيانات من الأطراف الرقمية والأطراف التناظرية --- Figure 4.7: Difference between reading digital and analog pins. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 124 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Figure 4.7: Difference between reading digital and analog pins. Description: Diagram illustrating digital and analog pins, including an Arduino board, a conceptual representation of analog pins with values 1, 3, 8, 25, and a conceptual representation of digital pins with LOW (0) and HIGH (1) states. Data: Conceptual representation of pin states and values. Key Values: Digital HIGH = 1, Digital LOW = 0, Analog pin write value = 0.75 Context: Illustrates the fundamental difference between digital pins (binary states) and analog pins (variable values) in microcontrollers like Arduino.